11-сынып · 6-сабақ
Фотоэффект. Жарық кванттары
1Қызықты
💡 Жарық метал бетіне түсіп — одан электрондар ұшып шықты! Бұл — фотоэффект. Бірақ жарық қалайша затты "тебеді"? Эйнштейн жауап берді — және Нобель сыйлығын алды!
Жарық — толқын ғана емес, бөлшек те. Бұл — кванттық физиканың басы. Күн батареялары осы құбылысқа негізделген.
2Негізгі идея
Фотон және фотоэффект
Фотон — жарықтың кванты, бөлшегі. Энергиясы E = h·ν, мұндағы h — Планк тұрақтысы. Жиілік неғұрлым жоғары — фотон энергиясы соғұрлым үлкен (көк жарық — қызылдан күштірек).
Фотоэффект: фотон металдағы электронға тиіп, оған энергия береді. Электрон шығу жұмысын жеңіп, ұшып шығады. Сондықтан — фотонның жиілігі белгілі бір мәннен төмен болса, эффект болмайды (қызыл шек).
3Көрсету
Фотоэффект схемасы
Фотон электронға тиіп — оған энергия береді. Электрон металдан ұшып шығады.
4Формула
Эйнштейннің фотоэффект теңдеуі
h·ν = A + m·v²/2
h·ν Фотон энергиясы Дж
h Планк тұрақтысы 6,6·10⁻³⁴
A Шығу жұмысы Дж
mv²/2 Электрон кин. энергиясы Дж
Қызыл шек: ν_мин = A/h. Бұл жиіліктен төмен жарық эффект бермейді.
5Мысал
Шешілген есеп
Есеп
Жарық жиілігі 10¹⁵ Гц. Фотон энергиясы қандай? (h = 6,6·10⁻³⁴)
- Берілген: ν = 10¹⁵ Гц, h = 6,6·10⁻³⁴
- E = h · ν = 6,6·10⁻³⁴ · 10¹⁵
- E = 6,6·10⁻¹⁹ Дж
Жауап: E ≈ 6,6·10⁻¹⁹ Дж
6Өзіңді тексер